Paralelni sekvencer: 17 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Ovo je vodič za stvaranje jednostavnog sekvencera. Sekvencer je uređaj koji ciklički proizvodi niz koraka koji zatim pokreću oscilator. Svaki korak može se dodijeliti drugom tonu i tako stvoriti zanimljive sekvence ili audio efekte. Nazvao sam ga paralelnim sekvencerom jer ga ne pokreće jedan oscilator u svakom koraku, već dva oscilatora u isto vrijeme.

Korak 1: Blok dijagram

Počnimo s blok dijagramom.

Uređaj će se napajati baterijom od 9 volti, a regulator će smanjiti ovaj napon na 5 volti.

Zasebni oscilator generirat će nisku frekvenciju, odnosno tempo, koji će poslužiti kao sat za sekvence. Tempo će biti moguće podesiti pomoću potenciometra.

U sekvenceru će biti moguće postaviti korak resetiranja i način sekvenciranja pomoću prekidača.

Izlaz sekvencera bit će 4 koraka, koji će tada upravljati s dva paralelno povezana oscilatora, čije će se frekvencije podešavati potenciometrima. Svaki korak bit će predstavljen jednom LED diodom. Za oscilatore će biti moguće prebacivanje između dva frekvencijska raspona.

Izlazni volumen regulirat će se potenciometrom.

Korak 2: Oglasna ploča

Prvo sam projektirao sklop na ploči. Isprobao sam nekoliko alternativnih verzija tempo oscilatora s različitim sklopovima, kao i nekoliko konfiguracija s decimalnim ili binarnim sekvencerom s demultiplekserom. Osciloskop je koristan u dizajnu, kao i u rješavanju problema.

Korak 3: Sheme

*veza na shemu slike sjedišta

*Ako vam objašnjenje shema nije potrebno, možete prijeći na sljedeći korak - Popis dijelova (BOM)

Napajanje iz 9V baterije prenosi se u krug putem glavnog prekidača S1 koji će se nalaziti na ploči. Napon od približno 9 V reducira linearni regulator IC1 na 5 V. Također je moguće koristiti istosmjerni istosmjerni pretvarač za smanjenje napona, nedostatak može biti visokofrekventna buka koja se unosi u sustav. Kondenzatori C1, C3, C15 i C16 pomažu pri smanjivanju smetnji i C2 ublažavaju izlazni napon.

Tempo oscilator / oscilator niske frekvencije (LFO) generira se pomoću schmitt-okidačkog pretvarača IC 40106 (IC2). Potenciometar VR9 pruža podesivu izlaznu frekvenciju. Kombinacijom C5 i VR9 moguće je odabrati željeni raspon (u ovom slučaju od oko 0,2Hz do 50Hz). Izlazna frekvencija može se povećati odabirom manjeg potenciometra VR9 ili smanjenjem vrijednosti kondenzatora C5. R2 ograničava gornji frekvencijski raspon ako je potenciometar postavljen na pribl. 0 ohma Neiskorištena vrata IC 40106 moraju biti vezana za tlo.

LFO generator može biti i IC 4093, 555 ili operativno pojačalo.

LFO ili signal sata se dovodi u decimalni sekvencer 4017. Ulazi CLK i RST osigurani su od smetnji padajućim otpornicima R39 i R5. ENA pin mora biti vezan za masu kako bi sekvencer mogao raditi. Sekvencer radi na sljedeći način: Svaki put kada se CLK promijeni iz niskog u visoki, sekvencer uključuje jedan od izlaznih pinova po redoslijedu Q0, Q1, Q2 … Q9. Samo je jedan od izlaznih pinova Q0 - Q9 uvijek aktivan. Dakle, sekvencer ciklično ponavlja ovih deset stanja. Međutim, bilo koji izlaz može se spojiti na RST pin za resetiranje sekvencera u ovom koraku. Na primjer, ako spojimo Q4 na RST pin, slijed će biti sljedeći: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3 … Ova značajka IC se koristi s prekidačem s tri položaja S2, koji omogućuje ili 10 koraka (srednji položaj, reset vezan samo za tlo), ili resetiranje na Q4 (4 koraka) ili resetiranje na način Q6 (6 koraka). Budući da će uređaj biti sekvencer u 4 koraka, poništavanje IC-a u koraku 4 rezultirat će kontinuiranim nizom bez pauze, poništavanje IC-a u koraku 6 rezultirat će nizom od 4 koraka i pauzom od 2 koraka, i na kraju treća će opcija biti poništavanje IC -a u koraku 10. To rezultira nizom od 4 koraka i pauzom od 6 koraka. Pauza koju osigurava prekidač S2 uvijek se dodaje tek nakon što se izvede niz koraka (1234 _, 1234 _… ili 1234 _, 1234 _…).

Međutim, ako želimo dodati pauzu između samih koraka, moramo reorganizirati redoslijed kojim će se oscilatori napajati. Za to se brine prekidač S3. Kada je uključen u desnom položaju, sekvencer radi na gore opisani način. Međutim, ako se prebaci na suprotnu stranu (lijevo), korak 4 IC sekvencera postaje treći ulaz oscilatora, a korak 7 postaje četvrti ulaz oscilatora. Slijed će stoga izgledati ovako (S2 u srednjem položaju): 12_3_4_, 12_3_4 _,…

Donja tablica opisuje sve opcije slijeda koje mogu generirati oba prekidača:

Prebacite položaj S2	Prebacite položaj S3	Ciklički slijed (_ znači stanka)
Gore	Gore	1234
Dolje	Gore	1234_
Srednji	Gore	1234_
Gore	Dolje	12_3
Dolje	Dolje	12_3_
Srednji	Dolje	12_3_4_

Za jasnoću je svakom koraku dodijeljena jedna LED (LED3 do LED6).

Paralelni oscilatori formirani su u krugu NE556, u nestabilnoj konfiguraciji. Kondenzatori odabrani sklopkama S4 i S5 pune se i prazne kroz otpornike R6 i R31 i potenciometre VR1 do VR8. Sekvencer prebacuje tranzistore Q1 u Q8 u parovima (Q1 i Q5, Q2 i Q6, Q3 i Q7, Q4 i Q8, više puta) i na taj način omogućuje punjenje i pražnjenje kondenzatora putem različitih namještenih potenciometara. Unutarnja logika kruga IC4, na temelju napona kondenzatora, uključuje i isključuje izlazne pinove (pinovi 5 i 9). Raspon frekvencija pojedinih koraka može se podesiti promjenom vrijednosti potenciometara, a također i promjenom vrijednosti kondenzatora C8 u C13. Između svakog emitera i odgovarajućeg potenciometra dodaje se 1k otpornik (R8, R11, R14 …) za ograničenje gornje frekvencije. Otpornici spojeni na bazu tranzistora (R9, R12, R15 …) osiguravaju rad tranzistora u stanju zasićenja. Izlazi oba oscilatora spojeni su putem razdjelnika napona VR10 (spremnik volumena) na izlaznu utičnicu.

Oznake koje se ne koriste: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Korak 4: Popis dijelova (BOM)

• 5x LED
• 1x stereo priključak 6.35
• 1x linearni potenciometar 100k
• 1x linearni potenciometar 50k
• Linearni potenciometar 8x 10k
• 12x 100n keramički kondenzator
• 1x 470R otpornik
• 2x 100k otpornik
• 2x 10k otpornik
• 23x 1k otpornik
• 2x 1uF elektrolitički kondenzator
• 1x 47uF elektrolitički kondenzator
• 1x 470uF elektrolitički kondenzator
• 8x 2N3904 NPN tranzistor
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x IC NE556N
• 1x linearni regulator 7805
• 3x 2 prekidač za položaj 1 s polom
• 1x 2 položajni polužni prekidač
• 1x 3 položajni polužni prekidač
• Prototipna ploča
• Žice (24 awg)
• IC utičnice (izborno)
• 9V baterija
• 9V kopča za bateriju

Alati za lemljenje i obradu drveta:

• Lemilica
• Lemljenje Lemilo
• Kliješta
• Marker
• Multimetar
• Čeljust
• Pinceta
• Klešta za skidanje žice
• Plastične kabelske vezice
• Čeljust
• Brusni papir ili datoteka s iglama
• Kistovi za boju
• Akvarelne boje

Korak 5: Drvena kutija

Odlučio sam ugraditi uređaj u drvenu kutiju. Izbor je vaš, možete koristiti plastičnu ili aluminijsku kutiju ili ispisati vlastitu pomoću 3D pisača. Odabrao sam kutiju dimenzija 16 x 12,5 x 4,5 cm (otprilike 6,3 x 4,9 x 1,8 inča), s otvorom za izvlačenje. Kutiju sam nabavio u lokalnoj hobi radnji, proizvodi je KNORR Prandell (veza).

Korak 6: Raspored dijelova i priprema za bušenje

Rasporedio sam potenciometre, držače za led i matice na kutiji i rasporedio ih onako kako su mi se svidjeli. Uzeo sam raspored, a zatim sam odozgo i s jedne strane pokrio kutiju ljepljivom trakom, gdje će biti rupa za utičnicu od 6,35 mm. Označio sam položaje rupa i njihovu veličinu na ljepljivoj traci.

Korak 7: Bušenje

Gornja stijenka kutije bila je relativno tanka pa sam bušio polako i postupno širio bušilice. Nakon bušenja rupa bilo ih je potrebno obraditi brusnim papirom ili turpijom za iglu.

Korak 8: Osnovni premaz

Kao prvi sloj boje - temeljni premaz - nanijela sam zelenu boju. Osnovni sloj bit će prekriven svijetlosmeđom i narančastom bojom. Koristio sam akvarel. Nakon svakog sloja, ostavio sam kutiju da se osuši nekoliko sati, jer je drvo upilo dovoljno vode.

Korak 9: Drugi sloj boje

Na zeleni osnovni sloj nanijela sam kombinaciju svijetlosmeđe i nježno narančaste boje. Boju sam razmazao vodoravnim pokretima i tamo gdje sam želio postići izraženije mrlje, nanosio sam što manje vode i više boje (manje razrijeđena boja).

* Boje na slikama u ovom koraku razlikuju se od ostalih fotografija jer se boja na njima još nije osušila.

Korak 10: Izrada pločaste ploče

Odlučio sam stvoriti tiskanu ploču na univerzalnoj ploči. Mnogo je brže od čekanja na isporuku PCB-a po mjeri, a kao prototip to je dovoljno. Ako nekoga zanima, mogu stvoriti i dodati kompletne gerber datoteke.

Iz univerzalne tiskane ploče izrezao sam usku, dužu traku koja odgovara duljini kutije. Lemio sam krug postupno, na manje dijelove. Mjesta gdje će se žice spojiti označio sam crnim krugovima.

Korak 11: Rješavanje problema i postupak čišćenja pločica

Ne izgubiti se pri stvaranju tiskane ploče ponekad je teško. Naučio sam nekoliko trikova koji mi pomažu.

Komponente koje su postavljene na ploču ili izvan ploče označene su unutar plavih (crnih) pravokutnika na shemama. Time se osigurava jasnoća u pripremi žica ili konektora i njihovom položaju. Svaka linija koja presijeca pravokutnik znači jedna žica koju je potrebno kasnije povezati.

Također je korisno zabilježiti spojeve i montažu onih komponenti koje su već instalirane. (Za to koristim žuti marker). To će jasno razlikovati koji dijelovi i veze već postoje, a koje još treba učiniti.

Korak 12: PCB

Za one koji žele napraviti ili naručiti PCB, prilažem.brd datoteku. Tiskana ploča ima dimenzije 127 x 25 mm, dodao sam dvije rupe za vijke M3. Možete stvoriti vlastite datoteke prema željenom gerber formatu.

Korak 13: Montiranje dijelova u kutiju

Umetnuo sam i učvrstio komponente koje će se nalaziti na gornjoj ploči - potenciometre, prekidače, LED diode i izlaznu utičnicu. LED diode su postavljene na plastične držače koje sam učvrstio uz vruće ljepilo.

Preporučljivo je kasnije dodati gumbe za potenciometre kako se ne bi ogrebali pri lemljenju kontakata i rukovanju kutijom.

Korak 14: Ožičenje

Žice su lemljene u dijelovima. Uvijek sam prvo skidao i kalajisao žice prije nego što sam ih spojio sa komponentama na ploči. Nastavio sam odozgo prema dolje tako da se žice nisu zaglavile tijekom rada, a snopove žica pričvrstilo sam i kabelskim vezicama.

Korak 15: Umetanje baterije i ploče u kutiju

Stavio sam ploču unutar kutije i izolirao je od prednje ploče tankim komadom pjene. Kako se kabeli ne bi savijali i sve čvrsto držali, zavezao sam snopove kabelskom vezicom. Na kraju sam spojio 9V bateriju na krug i zatvorio kutiju.

Korak 16: Montiranje ručki potenciometra

Posljednji korak je instaliranje gumba na potenciometre. Umjesto onih koje sam odabrao za raspored dijelova, montirao sam metalne, srebrno-crne ručke. Sve u svemu, više mi se svidio od onih od plastike, sa jarko žutom mat bojom.

Korak 17: Projekt dovršen

Sintez paralelnog sekvencera sada je dovršen. Zabavite se stvaranjem različitih zvučnih efekata.

Ostanite zdravi i sigurni.

Drugoplasirani u Audio Challengeu 2020